Аккумуляторная батарея какая лучше: 12 лучших автомобильных аккумуляторов — Рейтинг 2021 года (Топ 12)

Содержание

AGM или GEL (гелевый) аккумулятор – что выбрать? © Солнечные.RU

Итак, стоит задача выбрать аккумулятор для солнечной электростанции из двух типов: гелевый и AGM. Зайдя в любой специализированный магазин, Вы можете увидеть картину, аналогичную представленной ниже.


Обычный гелевый (GEL) аккумулятор
 
Обычный AGM аккумулятор

Два типа аккумуляторных батарей одного производителя, одинаковой емкости, напряжения, размера, но почему-то с разной ценой. Причем, более низкая цена у AGM аккумулятора. Для того, чтобы выбрать нужную модель батареи, необходимо знать её особенности и точно определиться с типом системы, где она будет эксплуатироваться (резервная или автономная).

AGM

AGM расшифровывается, как абсорбирующие стеклянные маты. Фактически, это обыкновенная стеклоткань, расположенная между положительными и отрицательными свинцовыми пластинами. В этой стеклоткани в «связанном» состоянии находится электролит. Благодаря тому, что электролит находится в связанном состоянии, возможна эксплуатация батарей в любом положении (например, на боку).

AGM аккумуляторы являются самыми дешевыми (за исключением автомобильных) с типичным сроком службы — 5 лет. Однако существуют модели и с 10-и летним сроком службы. Типичная модель способна выдерживать до 200 циклов разряда с глубиной 100%, до 350 — с глубиной 50% и до 800 — с глубиной 30%.

Применять AGM аккумуляторы целесообразно в системах резервного питания, т.е. там, где циклирование (разряды) будет достаточно редким. При условии соблюдения оптимального температурного режима (15-25 градусов Цельсия) и если не оставлять батарею в разряженном состоянии, AGM модель прослужит заявленный производителем срок службы.

GEL

GEL расшифровывается, как гель, а не гелий, что иногда встречается. В гелевых аккумуляторах в качестве сепаратора между свинцовыми пластинами применяется силикагель, которым заливается пространство между пластинами в процессе производства. Силикагель после застывания представляет собой твердое вещество с огромным количеством пор, в которых удерживается электролит. Благодаря тому, что силикагель полностью занимает пространство между пластинами, в гелевых аккумуляторных батареях практически невозможно осыпание свинцовых пластин и как следствие, закорачивание и выход из строя.

Кроме того, такая конструкция позволила улучшить качественные характеристики гелевых аккумуляторов, а именно, число циклов разряда и устойчивость к глубоким (100%) разрядам. И если их номинальный срок службы не отличается от срока службы аккумуляторных батарей технологии AGM и здесь также существуют модели с 5-и и 10-и летним сроком, то количество циклов типичной гелевой батареи в среднем на 50% выше. Типичная модель технологии GEL способна выдерживать до 350 циклов разряда с глубиной 100%, до 550 — с глубиной 50% и до 1200 — с глубиной 30%.

Таким образом, покупая более дорогие гелевые аккумуляторы для дома, Вы в реальности сэкономите на эксплуатационных расходах в случае их использования в автономной системе электроснабжения, поскольку в ней реальный срок службы аккумуляторных батарей определяется максимальным числом циклов заряда/разряда и очень редко доходит до номинального срока в 5-10 лет.

Немаловажной особенностью гелевых аккумуляторов является их устойчивость к глубоким разрядам. В связи с особенностями конструкции, описанными выше, они менее подвержены сульфатации, чем AGM, и могут без ущерба емкости оставаться в полностью разряженном состоянии несколько дней. Поэтому, если Вы планируете разряжать батарею до 100% и у Вас не будет возможности сразу ее зарядить, то лучше отдать предпочтение гелевой модели.

 

Надеемся, сравнение AGM и GEL (гелевых) аккумуляторов поможет Вам сделать выбор!

в чём разница и что лучше — Блог АКС

Выбирая новый источник питания для портативного устройства или детской игрушки, многие пользователи ориентируются только на стоимость приобретения. И в результате оказываются разочарованы: покупка не оправдывает надежд, элемент быстро садится или полностью приходит в негодность, повредив при этом и девайс, в который его установили. Избежать подобных проблем не сложно, если предварительно разобраться с ассортиментом предложений и четко уяснить разницу между аккумуляторами (аккумуляторными батареями) и обычными батарейками.

Основное отличие одно:

  • аккумулятор можно перезаряжать, вставив в специальное зарядное устройство;
  • батарейка — одноразовый элемент питания, после полного расхода заложенного запаса энергии она бесполезна.

Тем не менее многие пользователи иногда приобретают неподходящие для конкретной ситуации источники энергии. Обоснований для путаницы можно найти немало, начиная от технической неграмотности в этой сфере, заканчивая внешним сходством разных типов элементов и огромным ассортиментом источников питания на рынке. Попробуем пролить свет на все нюансы, чтобы вы четко знали, что лучше, батарейки или аккумуляторы, легко их различали и могли выбрать качественный товар для каждой конкретной ситуации.

Поскольку даже краткое описание всех разновидностей элементов питания потребует целого цикла статей, в этом материале уделим внимание только основному форм-фактору — типоразмеру AA (R6, LR6, 316, А316, Mignon, Stilo), более привычном в быту под названием «пальчиковые» батарейки и аккумуляторы, а также его уменьшенному собрату AAA, или микропальчиковые, мизинчиковые элементы.

Визуальная разница

Хотя внешне оба типа элементов питания очень похожи, вам не придется сильно приглядываться, чтобы заметить отличия. Среди главных из них:

  • наличие надписи «rechargeable» для аккумулятора или «do not recharge» — для батарейки;
  • наличие цифрового ряда с пометкой mAh в конце — признак аккумулятора. Цифры означают емкость, для батареек она не указывается;
  • сокращенное обозначение электрохимической системы. Например, для аккумуляторов характерны Ni-Cd, Ni-Mh, Li-Ion. На батарейках иногда пишут Alkaline.

Конечно, эти маркировки касаются только изделий с целым, не затертым корпусом. С другой стороны — поврежденные элементы питания использовать небезопасно, их лучше сразу сдать в утилизацию и не рисковать.

Разница между аккумуляторами и батарейками: электрохимическая схема

В зависимости от химической «начинки» источника питания различают несколько типов электрохимических схем. Они разные в батарейках и аккумуляторах. Для первых на сегодняшний день характерны:

  • Carbon-Zinc — недорогие солевые батарейки, рассчитанные на слабую, недолгую нагрузку;
  • Alkaline — достаточно мощные щелочные батареи, которые могут частично восстанавливать заряд в перерывах между подключениями. Один из самых популярных вариантов;
  • Lithium battery — условно редкие, дорогие литиевые элементы, способны проработать длительный срок.

Для аккумуляторов самая распространенная электрохимическая схема — Ni-MН (никель-металл-гидридные). В них слабый «эффект памяти&raquo, неплохое соотношение цены и емкости. Правда, длительно хранить их нужно при низких температурах — от 0 до +5 градусов Цельсия. Зато устройство с таким аккумулятором можно использовать на морозе.

Самыми перспективными, но в то же время дорогими, считаются литий-ионные аккумуляторы (Lі-Iоn). Такие элементы широко используются в мобильных телефонах, цифровых камерах, и прочих портативных девайсах. В форм-факторе AA выпускаются редко, но при большом желании найти можно. Такие элементы питания часто оснащают USB-портом для удобного восстановления заряда.

Отличия между аккумуляторами и батарейками: стоимость

Цена — главный аргумент, почему во многих случаях предпочтение отдается батарейкам. При прочих равных, стоимость среднего аккумулятора примерно в четыре раза выше, чем у среднего гальванического элемента. Плюс дополнительные затраты потребуются на специальное зарядное устройство. Но срок службы аккумуляторов несопоставимо больше, так что это выгодное вложение, которое со временем себя окупит. Правда, батарейки тоже не стоит сбрасывать со счетов. Они подходят для установки:

  • в настенных часах, будильниках, других часовых механизмах;
  • детских игрушках. Ведь активный ребенок может сломать ее быстрее, чем закончится первый заряд аккумулятора. Да и потребление у игрушек может быть низким;
  • в технике, которую вы редко используете. Правда, перед тем, как отправить девайс на полку, не забудьте достать элемент питания.

Технические параметры

Одна из важных характеристик любого источника питания — напряжение. Для батареек AAA и AA в большинстве случае характерно 1.5 вольта, в то время как аккумуляторы обычно выдают 1,2 V. Есть и исключения, но большинство элементов соответствуют этим параметрам.

Напряжение не всегда указывают на корпусе или упаковке. Узнать его можно, замерив мультиметром, или у продавца перед покупкой. Заодно не лишним будет уточнить, сколько вольт потребляет само устройство. Для корректной работы напряжение должно совпадать.

Утилизация источников питания

Отдельно затронем важный вопрос «Что делать с использованной батарейкой или аккумулятором?». Ведь выкидывать отслужившую свое батарею в мусорное ведро — категорически неправильный поступок. Почему? В батарейках и аккумуляторах много тяжелых металлов. Использовать их по назначению безопасно, но при повреждении корпуса в открытой природной среде оказываются кадмий, свинец, цинк, никель, щелочи, ртуть, сурьма. Это сильные яды, которые быстро распространяются в почве или воде, и остаются в них надолго.

К сожалению, технология производства батареек не позволяет отказаться от применения указанных веществ. Поэтому после окончания срока службы элемента его следует отнести в специальный пункт приема. Наверняка вы не раз замечали большие коробки с надписью «Для использованных батареек и аккумуляторов» в супермаркетах, сервисных центрах, и даже просто на улицах города. После переработки ядовитые вещества используют повторно, а выбросы в природную среду существенно сокращаются.

Популярные вопросы об аккумуляторах и батарейках

✅ Батарейки какого производителя лучше купить?

Признанный лидер на рынке батареек — Duracell, хотя цена этих изделий и выше аналогов. Хорошим качеством также могут похвастаться батарейки Panasonic и Xiaomi. В недорогом сегменте стоит обратить внимание на продукцию фирм Varta и Videx.

✅ Аккумуляторы какого бренда лучше?

Отличное соотношение цены-качества у АКБ производства Panasonic, Videx, Xiaomi.

✅ Какой срок годности у батареек?

Солевые батарейки хранятся от двух до четырех лет. Щелочные — гораздо дольше, 5-7 лет. Оптимальная температура хранения — от 0 до 20 градусов Цельсия, при этом нужно избегать высокой влажности и попадания прямых солнечных лучей.

Какая батарея лучше для автономной энергосистемы

Выдержки из новой книги: Off Grid Solar: A handbook for Photovoltaics with Lead-Acid or Lithium-Ion batteries.
Перевод: “Ваш Солнечный Дом”. При полном и частичном копировании перепечатке ссылка обязательна.

Мы видели множество автономных систем, в которых свинцово-кислотные аккумуляторы вышли из строя. Если их обслуживать, они работают несколько лет, но потом они теряют свою емкость. Я работаю с литий-ионными батареями последние несколько лет, и, несмотря на то, что системы с ними значительно более сложные и дорогие, они имеют неоспоримые и удивительные преимущества. На основе моего опыта я уверен, что через несколько лет в автономных энергосистемах будет использоваться все меньше свинцово-кислотных аккумуляторов.

Я думаю, что сейчас мы находимся на переломном моменте, когда определяется, какие аккумуляторы будут использоваться в автономных энергосистемах. Мы на этапе перехода от испытанных свинцово-кислотных к литиевым аккумуляторам, показывающим более высокую плотность заряда, улучшенную надёжность и длительный срок службы.

В последнее время некоторые компании стали производить экономически эффективные литий-ионные батареи, которые продаются по цене около $400/кВт*ч. Tesla, LG Chemical, Sonnen, Simpliphi Power, и Lithionics все имеют надежные аккумуляторы за вменяемую цену. Недавно немецкий производитель автомобилей Mercedes-Benz аннонсировал вход на рынок стационарных систем хранения электроэнергии с их  Mercedes-Benz Energy.

А как же свинцово-кислотные батареи? Они используются так долго, что стали товарной ценностью. Их качество отличается очень сильно в зависимости от того, кто их произвел, но сама технология практически одинаковая у всех производителей. Такие производители, как Trojan, Rolls/Surrette, и MK/Deka присутствуют на рынке десятилетиями. Зачем же менять двухсотлетнюю технологию? И что позволяет литиевым аккумуляторами сменить свинцово-кислотные?

Преимущество № 1 — Вес и размеры намного меньше 


Сравнение плотности энергии различных типов аккумуляторов. По оси абсцисс – гравиметрическя плотность энергии в Вт*ч/кг. По оси ординат – обхемная плотность энергии в Вт*ч/л

Несмотря на то, что высокая плотность энергии не очень важна для стационарных установок, она является критичной для электромобилей и носимых устройств. Увеличенная плотность энергии облегчает развертывание и установку и для стационарных систем хранения энергии.

График выше иллюстрирует, что литиевые батареи примерно в 3 раза легче и в 2 раза меньше по объёму по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами (flooded, AGM, and gel). Литиевые батареи сильно выделяются по сравнению с традиционными аккумуляторами, т.к. они имеют намного бОльшую плотность энергии.

Преимущество № 2 — Superior Resilience

 

Все батареи страдают от переразряда и экстремальных температур. Свинцово-кислотные батареи в общем случае более чувствительны к этим перегрузкам и повреждаются, если разряжаются слишком быстро или слишком глубоко. Они теряют срок службы если разряжаются более 50% или если ток разряда превышает 1/8 емкости.

Литиевые батареи можно без проблем разряжать на 80% током до 1/2 емкости почти без потери емкости. Таблица выше показывает типичные характеристики 3 типов батарей: свинцово-кислотных  жидким электролитом и герметизированных (AGM и гелевые) и литий-ионных. 

Кроме преимущества по глубине разряда, литиевые батареи меньше теряют емкость при аналогичном циклировании.

Преимущество № 3— большой срок службы

 
Начальная стоимость различных типов аккумуляторов, USD/кВт*ч

Начальная стоимость литиевых батарей намного больше, чем для других (традиционных) аккумуляторов – см. график выше. Так как литий-ионные аккумуляторы – это новая технология, они имеют большой потенциал по снижению стоимости. В ближайшее время ожидается снижение стоимости до 300-400 USD/кВт*ч. Но так ли справедливо сравнивать аккумуляторы только по их начальной стоимости и емкости? Конечно, нет!

Начальная стоимость аккумуляторной батареи важна при определении капитальных вложений в систему энергоснабжения. Но гораздо более важно оценить стоимость хранения энергии в течение срока службы.

Стоимость хранения энергии в различных типах аккумуляторов, USD/кВт*ч

График выше лучше для сравнения, т.к. учитывает глубину разряда и типичное число циклов заряд-разряд в течение срока службы. Видно, что дешевые свинцово-кислотные аккумуляторы имеют самую низкую цену цикла, но только при условии, что они правильно эксплуатируются и обслуживаются. Напомним, что свинцово-кислотные аккумуляторы должны СРАЗУ и ПОЛНОСТЬЮ заряжаться после разряда, чтобы получить заявленные производителями цифры по сроку службы. К сожалению, в автономных системах электроснабжения, особенно с солнечными батареями и ветроустановками,  это далеко не всегда возможно.  Если не поддерживать идеальные для свинцово-кислотных аккумуляторов условия по эксплуатации, стоимость цикла хранения энергии возрастает.

Литиевые аккумуляторы требуют меньше обслуживания и более стойки к нерегулярному заряду.  Если рассматривать все вышеизложенные факторы, то литиевые аккумуляторы будут лучшими для автономной энергосистемы. Кроме того, литиевые аккумуляторы имеют примерно в 6 раз больше циклов заряда-разряда, что снижает стоимость работ и стоимость доставки при их намного более редкой замене.  

Испытанный лидер: свинцово-кислотные аккумуляторы

В настоящее время наиболее безопасным выбором аккумулятора для системы электроснабжения будут испытанные и предсказуемые свинцово-кислотные аккумуляторы. Контроллеры заряда для солнечных батарей и инверторы, которые продаются сейчас, спроектированы для работы со свинцово-кислотными аккумуляторами.  Они испытаны в реальных установках. Также, немаловажным является их более низкая цена по сравнению с литиевыми аккумуляторами. Если правильно следить и обслуживать свинцово-кислотные аккумуляторы, они будут работать с КПД 80-90%.

2 основные разновидности свинцово-кислотных аккумуляторов – с жидким электролитом и герметизированные. Первые – самые дешевые, но также и более подвержены выходу из строя из-за неправильных эксплуатации и обслуживания. Если вы хотите минимизировать обслуживание ваших аккумуляторов, то VRLA (герметизированные) аккумуляторы будут наилучшим выбором. 

Новичок: литий-ионный аккумулятор

Десятилетиями свинцово-кислотные аккумуляторы были доминирующими в автономных системах электроснабжения. С появлением на массовом рынке электромобилей, литий-ионная технология была значительно улучшена, их стоимость постоянно снижается и такие аккумуляторы стали обоснованным выбором и для автономных солнечных энергосистем, а также систем с солнечными батареями и самопотреблением.

Литиевые аккумуляторы только начинают (статья написана в 2016 г) широко применяться в крупных солнечных энергостанциях, но они давно уже применяются в портативной и переносной технике многие годы. Благодаря их высокой плотности энергии они являются лучшим выбором для носимых и передвижных электростанций и устройств.

Примечание “Ваш Солнечный Дом”

В статье упоминаются литий-ионные аккумуляторы в общем смысле. В последние годы для автономных энергосистем наилучшим выбором среди литиевых аккумуляторов являются литий-железо-фосфатные (аббревиатура LFP или LIP). Они намного надежнее, долговечнее и безопаснее, чем обычные литий-ионные аккумуляторы, применяемые в мобильных телефонах и других электронных гаджетах. См. статьи про литий-железо-фосфатные аккумуляторы.

Чем Li-ion аккумуляторы отличаются от гелевых?

Аккумулятор (химический источник тока) является настоящим прорывом не только для всех видов промышленности, но и для повседневной жизни. Поэтому с каждым годом выпускаются все новые и новые виды аккумуляторов из разных веществ.

Особенно вопрос выбора актуален, когда речь идет о тяговых аккумуляторах для погрузочной (электроштабелеры, электропогрузчики, ричтраки) и поломоечной техники. Так как в этом случае речь идет не только о непрекращающемся процессе работы, но и о безопасности сотрудников.

Какой же аккумулятор лучше – гелевый или литий-ионный? Давайте разбираться.

1. Срок службы

Некоторые литий-ионные аккумуляторы имеют срок службы до 10 лет, в то время как гелевые работают в среднем около 3 лет.

2. Стоимость

Литий-ионные аккумуляторы значительно дороже гелевых и любых других батарей, имеющихся на рынке. Однако, можно сказать, что это практически единственный существенный его недостаток.

3. Максимальное количество зарядов

В этом аспекте литий-ионные батареи заметно выигрывают, так как количество циклов заряда-разряда ровно 3000, к сожалению, гелевые аккумуляторы сработают всего на 800 циклов при глубине заряда равной 80%.

При этом у li-on аккумуляторов отсутствует «эффект памяти», то есть нет необходимости полностью разряжать, а потом заряжать аккумулятор перед работой.

После разряда гелевые аккумуляторы необходимо полностью зарядить, чтобы они прослужили весь заявленный срок гарантии.

4. Безопасность и экологичность

Литиевые аккумуляторы абсолютно безопасны, так как не выделяют никаких вредных веществ в окружающую среду. Более того, их легко утилизировать, благодаря встроенной электронной защите, которая блокируется в экстренных ситуациях.

Гелевые аккумуляторы, в свою очередь, содержат вещество «силикагель». Оно представляет собой твердое вещество с множеством микропор, где и находится электролит.. Он является неопасным, но токсичным веществом.

5. Температура

Li-on аккумуляторы способны работать при температуре от 0 до +40 градусов, при этом гелевые батареи могут выполнять свои функции даже при отрицательных значениях.

6. Вес и размер

Еще одно преимущество литий-ионных аккумуляторов в том, что их вес практически в 3 раза меньше, чем у гелевых батарей.

7. Стоимость обслуживания

Стоимость обслуживания гелевого аккумулятора достаточно высока, тогда как литий-ионного практически равна нулю.

По многим показателям литий-ионные аккумуляторы выглядят лучше: их срок службы больше, чем у гелевых батарей, а количество циклов заряда-разряда намного превышает всех конкурентов-аналогов. Единственный аспект, который может заставить обратить внимание на гелевые аккумуляторы – это их стоимость. Они намного дешевле, чем литий-ионные представители. 

какой аккумулятор лучше подойдёт для шуруповёрта?

Каждый хозяин знает, что современный электроинструмент, в том числе и шуруповёрт, может работать не только от сети переменного или постоянного тока, но и от аккумуляторной батареи. Есть в такой возможности как свои плюсы, так и минусы. При этом о достоинствах знают все – это и использование прибора в местах, где нет доступа к электросети и удобство эксплуатации, так как за инструментом не тянутся мотки кабелей и, конечно, мобильность шуруповёрта на аккумуляторе.

Но такой дополнительный элемент, как аккумулятор, является самым уязвимым местом инструмента, работающего от электричества. Поэтому необходимо разбираться, какие аккумуляторы для шуруповёртов считаются самыми лучшими?

Разновидности аккумуляторных батарей

Для того чтобы выяснить, какая аккумуляторная батарея для шуруповёрта самая лучшая, нужно разобраться, нужен ли человеку такой электроинструмент и если необходимость оправдана, то аккумуляторы какого типа для него подходят. При этом вне зависимости от типа батареи она позволяет решить следующие задачи в процессе эксплуатации шуруповёрта:
  • нет необходимости в подключении в центральную электросеть;
  • не нужно протягивать к месту проведения работ переноски или другие кабеля, которые значительно усложняют рабочий процесс.

Но чтобы аккумуляторная батарея справилась с возлагаемыми на неё задачами нужно разбираться в её технических параметрах и конструктивных особенностях. На сегодняшний день все шуруповёрты снабжаются аккумуляторами следующих типов:

  • никелево-кадмиевая батарея;
  • никель-металлогидридный источник питания;
  • литий-ионный источник питания;
  • литий-полимерный источник постоянного тока.

Выбирая лучший аккумулятор для шуруповёрта в первую очередь нужно исходить из частоты использования электроинструмента и бюджета на его покупку и содержание. При этом все типы аккумуляторов, кроме литий-полимерных батарей, получили максимальное распространение среди потребителей.

Никель-кадмиевая батарея

Такой тип аккумуляторов для шуруповёрта был изобретён более 100 лет назад. Даже учитывая внушительный возраст такого изделия, оно по-прежнему лидирует среди аналогов по своим эксплуатационным показателям. Если рассматривать отрицательные качества, которых совсем немного, то следует выделить следующие:

  • достаточно внушительные габариты;
  • эффект памяти получаемого заряда.

Под таким эффектом подразумевается способность аккумуляторной батареи снижать объем ёмкости заряда в процессе эксплуатации. Проще говоря, если аккумулятор для шуруповёрта будет устанавливаться на подзарядку не полностью разряженным, то по истечении определённого времени активное вещество внутри батареи меняет свою первоначальную структуру и ёмкостные показатели прибора уменьшаются. Поэтому для продления срока службы источника питания, важно в точности придерживаться инструкции по его эксплуатации.

Но основной причиной того, что такие аккумуляторные батареи утрачивают лидирующие позиции, является высокая токсичность кадмия, которая требует определённых мероприятий по утилизации таких устройств, которые обходятся достаточно дорого. Но по другим характеристикам никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов вне конкуренции. Такие приборы могут в полной мере обеспечить эффективность работы электроинструмента в следующих ситуациях:

  • при необходимости обеспечения надёжности и простоты в использовании;
  • если необходимо устройство, которое способно выдержать достаточно большое число циклов зарядки и разрядки более 1000 раз;
  • в случае необходимости длительного хранения аккумулятора;
  • если шуруповёрт требует большого рабочего тока;
  • при необходимости проведения работ в сложных условиях;
  • в случае работы при низких температурных показателях;
  • при необходимости стабильного поддержания напряжения на протяжении всего рабочего цикла.

Поэтому никель-кадмиевыми аккумуляторами по-прежнему продолжают оснащать большинство современных шуруповёртов.

Никель-металлогидридный аккумулятор

Разработка данного типа аккумуляторной батареи была направлена на решение основных недостатков присущих никель-кадмиевым аналогам. Если сравнивать с основным конкурентом, то для данной батареи, присущи следующие характеристики:
  • меньший вес и размеры;
  • низкий уровень токсичности;
  • минимальный эффект памяти;
  • высокая удельная ёмкость;
  • повышенная устойчивость к механическим нагрузкам.

Однако не лишён такой аккумулятор для шуруповёрта и определённых недостатков:

  • быстрая разрядка аккумуляторной батареи;
  • низкая эффективность прибора при отрицательных температурах;
  • восстановить первоначальную ёмкость, возможно, меньше чем в половине приборов;
  • меньший эксплуатационный ресурс в сравнении с никель-кадмиевыми аналогами;
  • высокая стоимость батареи;
  • довольно длительный цикл зарядки.

Получается, что никель-металлогидридная батарея для шуруповёрта в значительной степени уступает по своим техническим параметрам никель-кадмиевому аккумулятору. И, хотя производители часто ими укомплектовывают шуруповёрты со стороны пользователя такой вариант назвать лучшим, не получиться.

Литий-ионная батарея для шуруповёрта

В последнее время производителями всё чаще используются батареи данного типа. Такие аккумуляторы для шуруповёртов также обладают множеством достоинств, хотя и не лишены солидного перечня недостатков. Если рассматривать сильные стороны такого устройства, то стоит начать со следующих параметров:

  • высокая удельная ёмкость, превышающая параметры конкурентов, почти в 2 раза;
  • сравнительно компактные размеры и вес;
  • наибольший коэффициент электрической плотности;
  • полное отсутствие эффекта запоминания ёмкостного заряда.

Из недостатков такого аккумулятора хочется сконцентрировать внимание на следующих показателях:

  • плохая переносимость отрицательных температур;
  • короткий эксплуатационный ресурс по сравнению с другими аналогами;
  • прихотливость в процессе использования;
  • взрывоопасность батареи;
  • невозможность восстановления;
  • довольно высокая цена;
  • использование только заводского зарядного устройства.

Но, несмотря на все недостатки, такими аккумуляторами очень часто снабжаются шуруповёрты и другие электроинструменты. Основной причиной такой популярности литий-ионной батареи, является её высокий уровень заряда. Но прежде чем купить такую батарею, необходимо подумать, с какой степенью интенсивности будет эксплуатироваться электроинструмент и есть ли смысл в такой дорогостоящей покупке.

Литий-полимерные батареи для шуруповёрта

Современные разработки, основанные на литий-ионных технологиях, являются достаточно дорогими и поэтому такие аккумуляторы практически не применяются в электроинструменте. Основной отличительной чертой таких изделий является использование вместо стандартного электролита гелеобразного полимера. Благодаря этому значительно возросли ёмкостные параметры, и появилась возможность придавать аккумулятору любую форму. Но как любое изделие такая батарея имеет определённые недостатки:
  • сравнительно небольшой эксплуатационный ресурс до 2 лет или полтысячи циклов полной разрядки и зарядки;
  • повышенная прихотливость в процессе использования.

Но, несмотря на то, что такие аккумуляторы редко используются в шуруповёртах, как только производители найдут возможность снизить себестоимость производства, такой продукции они быстро вытеснят своих конкурентов благодаря высоким техническим характеристикам. Именно стоимость является сдерживающим критерием использования батарей данного типа.

Проанализировав разные типы аккумуляторов для шуруповёртов, потребитель сможет разобраться какой из них самый лучший в конкретно взятой ситуации. Если необходима недорогая а, главное, долговечная батарея, то можно обратить внимание на никель-кадмиевое изделие. Если же основным критерием выбора считается объем ёмкостного заряда, то стоит отдавать предпочтение аккумуляторам на литиевой основе.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Информация об аккумуляторных батареях ASUS

Жизненный цикл батареи

  1. Из-за химических свойств ионов лития емкость батареи постепенно уменьшается с течением времени. Это нормальное явление.
  2. Срок службы литий-ионной батареи составляет примерно 300-500 циклов. При нормальных условиях использования и температуре окружающей среды (25 ℃) литий-ионный аккумулятор должен нормально разряжаться и заряжаться в течение 300 циклов (или около одного года). После этого емкость аккумулятора падает до 80% от первоначальной.
  3. Снижение срока службы батареи зависит от конструкции системы, модели, энергопотребления системы, потребления программ и операционного программного обеспечения, а также настроек управления питанием. Высокие / низкие рабочие температуры и ненормальная работа могут привести к быстрому сокращению срока службы батареи на 60% или более за короткое время.

  1.  Скорость разряда аккумулятора зависит от программного обеспечения ноутбука или планшета и настроек управления питанием. Например, выполнение требовательных к вычислениям программ, таких как графическое программное обеспечение, игровое программное обеспечение и воспроизведение видео, потребляет больше энергии, чем выполнение обычного программного обеспечения для обработки текстов. Когда ноутбук с заряженным аккумулятором подключается к дополнительным устройствам USB или Thunderbolt извне, аккумулятор также разряжается быстрее.

 

 

Механизмы защиты аккумулятора

  1. Частая зарядка аккумулятора под высоким напряжением ускоряет ее старение. Чтобы продлить срок службы батареи, батарея поддерживает уровень заряда 90% -100% после полной зарядки, в этом диапазоне система может не заряжаться из-за механизмов защиты батареи.

*Емкость инициирования заряда батареи (%) обычно устанавливается между 90% -99%. Фактическое значение будет отличаться в зависимости от модели.

  1. Аккумуляторы, заряженные или хранящиеся при высоких температурах окружающей среды, могут повредиться и ускорить сокращение срока службы батареи. Когда температура батареи слишком высокая и аккумулятор перегревается, зарядная емкость батареи будет ограничена или прекращена совсем. Это часть механизмов защиты батареи системы.
  2. Несмотря на то, что устройство было выключено, а адаптер переменного тока удален, системе по-прежнему требуется небольшое энергопотребление, поэтому это нормальный сценарий, когда уровень заряда батареи все еще падает.

 

Износ аккумулятора

  1. Батареи по сути это расходные материалы. Литий-ионные аккумуляторы с непрерывными химическими реакциями естественным образом разряжаются и теряют емкость.
  2. После использования аккумулятора в течение некоторого времени, при определенных условиях аккумулятор может незначительно вздуться. Это не создаст проблем безопасности.
  3. Вздутые батареи должны быть заменены и выброшены должным образом, даже если они не влияют на безопасность. При замене вздувшихся батарей не выбрасывайте старую батарею в бытовые отходы. Обратитесь в местную службу поддержки ASUS для утилизации батарей.

 

Стандартный уход за аккумулятором

  1. Если ноутбук, мобильный телефон или планшет не будут использоваться в течение длительного времени, зарядите аккумулятор до 50%, выключите устройство и отсоедините источник питания переменного тока (адаптер). Подзаряжайте аккумулятор каждые три месяца до 50%, чтобы предотвратить повреждение аккумулятора из-за чрезмерной разрядки из-за длительного хранения без использования.
  2. Когда источник питания переменного тока постоянно используется для ноутбука, мобильных телефонов или планшетов, пользователь должен разряжать аккумулятор до 50% не реже одного раза в две недели, чтобы освободить аккумулятор от постоянного высокого напряжения, что может сократить срок его службы. Пользователи ноутбуков могут продлить срок службы батареи с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.
  3. Наилучшими условиями хранения аккумуляторов являются температура окружающей среды от 10 до 35 ° C, поддержание заряда на уровне 50% и увеличение срока службы батареи с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.
  4. Избегайте хранения батарей во влажной среде, которая может привести к увеличению скорости разряда батареи. Среда с более низкой температурой будет вредить внутренним химическим веществам батареи, в то время как батареи, хранящиеся при более высокой температуре, подвергаются риску взрыва.
  5. Не размещайте компьютер, мобильный телефон или аккумулятор рядом с радиаторами, каминами, печами, электронагревателями или другими источниками тепла выше 60 ℃ (140 ° F). Перегрев аккумулятора может привести к его взрыву или протечке, что может привести к возгоранию.
  6. Поскольку в ноутбуках используется встроенный аккумулятор, аккумулятор не будут получать питания, если компьютер не использовался или не заряжался, а затем время и настройки BIOS вернутся к значениям по умолчанию. Если вы не собираетесь использовать компьютер в течение длительного времени, заряжайте аккумулятор раз в месяц.

 

Оптимальные настройки Батареи

Держа адаптеры переменного тока подключенными к ноутбукам, сотовым телефонам или планшетам во время использования, аккумуляторы остаются слишком заряженными, что может сократить срок их службы. Чтобы защитить аккумулятор при таком использовании, пользователи ноутбука могут продлить срок его службы с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.

Введение ASUS Battery Health Charging

https://www.asus.com/ru/support/FAQ/1032726/

Поставки моделей с 4 квартала 2017 содержат это приложение.

 

Условия гарантии на аккумуляторы ASUS

  1. ASUS заменит новую аккумуляторную батарею в следующих случаях (применяются условия гарантии https://www.asus.com/ru/support/Article/606/):
    • (a) батарея не заряжается;
    • (b) батарея вызывает самопроизвольное включение/выключение/перезагрузку ноутбука;
    • (c) батарея быстро разряжается;
    • (d) батарея не определяется системой;
    • (e) система неоднократно предупреждает пользователя о необходимости замены батареи;
    • (f) индикатор зарядки батареи работает некорректно;

 

Обзор аккумуляторов ASUS

Литий-ионные батареи

Преимущества литий-ионных аккумуляторов включают высокую плотность энергии, большую емкость, малый вес, длительный срок службы, отсутствие эффекта памяти и быструю зарядку. Они широко используются в потребительских товарах, таких как мобильные телефоны, ноутбуки и планшеты.

Что лучше – Li-ion или свинцово-кислотные аккумуляторные батареи?

Во-первых, для литий-ионных батарей не требуются регулярные простои, которые нужны свинцово-кислотным батареям для замены или чистки, и технического обслуживания. Эти аккумуляторы имеют более длительный срок службы и могут легко заряжаться в течение коротких периодов времени, с возможностью восполнить заряд без необходимости извлекать аккумулятор из погрузчика.

Кроме того, они практически не требуют технического обслуживания и не выделяют опасные газы во время зарядки, а это означает, что вам не нужно искать отдельное помещение для зарядки аккумулятора.

Специалисты компании «Демикс» для понимания различий, существующих между этими двумя технологиями, сравнили литий-ионные и свинцово-кислотные батареи по наиболее значимым параметрам. Полученные результаты приведены в таблице. Оба варианта имеют свои преимущества и особенности. Поэтому окончательное решение всегда остается за заказчиком.

Li-ion против свинцово-кислотных батарей

 

Литий-ионная батарея

Свинцово-кислотная батарея

Односменная операция

Может не стоить того, если заряд батареи во время смены не требуется

 

Многосменная операция

Потребность в двойных батареях и длительных заменах батарей уменьшается с помощью литий-ионных аккумуляторов

Бесплатная поддержка

Регулярная очистка и заполнение водой не требуется с литий-ионными батареями

X

Меньший углеродный след

Литий-ионные аккумуляторы потребляют на 30% меньше энергии от сети во время зарядки

X

Быстрое время зарядки

Периодическая зарядка и быстрая зарядка возможны с помощью литий-ионных батарей

X

 

Литий-ионный аккумулятор

против литий-полимерного аккумулятора: последняя подробная разница

Литий-ионный или литий-полимерный

Знаете ли вы, в чем разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором?

[/ caption]

Согласно материалам электролита, литий-ионная батарея делится на жидкую литий-ионную батарею и полимерную литиевую батарею или пластиковую литиевую батарею.

В этом блоге мы собираемся рассказать о различиях между литий-ионными и литий-полимерными батареями.мы надеемся предоставить вам необходимую информацию, чтобы сделать наилучший выбор!

Литий-ионный аккумулятор

Наиболее существенное различие между литий-ионными батареями и литий-полимерными — это химический электролит между их положительным и отрицательным электродами. И литий-ионные, и литий-полимерные батареи имеют свои плюсы и минусы. Обычно преимущества литий-ионных аккумуляторов заключаются в их высокой удельной мощности и более низкой стоимости, чем у литий-полимерных аккумуляторов.Литий-ионные аккумуляторы невероятно эффективны. Литий-ионный в более гибком корпусе.

Литий-ионные батареи

нестабильны по своей природе, подвержены старению и потенциально опасны. Поскольку литий-ионные батареи стали более популярными в

Литий-полимерный аккумулятор:

С другой стороны, Li-Po батареи обычно прочные и гибкие. Особенно, если говорить о размере и форме их телосложения.

Они также легкие, имеют чрезвычайно низкий профиль и меньше подвержены утечке электролита.Но литий-полимерные батареи не идеальны, так как они значительно дороже в производстве и не обладают такой же плотностью энергии и сроком службы, как литий-ионные.

Литий-ионный аккумулятор

и литий-полимерный аккумулятор

В приведенной ниже таблице мы рассмотрели все параметры литий-ионной и литий-полимерной батареи.

Параметры

Литий-ионный аккумулятор

Литий-полимерный аккумулятор

Полезный диапазон напряжения

от 3В до 4.2В

От 3 В до 4,2 В

Плотность энергии

Высокая плотность энергии

Меньшее и уменьшенное количество циклов по сравнению с литий-ионным

Гибкость

Низкая

Высокая

Масса

Относительно тяжелее

Легкий

Безопасность / Взрывоопасность

Более летучий по сравнению с Li-Po

Больше безопасности.Меньше шансов на взрыв

Продолжительность зарядки

Относительно дольше заряжается

Укороченный заряд

Стоимость

Дешевле

Немного дороже

Вместимость

Относительно ниже

Li-Po аккумуляторов одинакового объема, емкость примерно в 2 раза больше, чем у литий-ионных аккумуляторов

Срок службы

Длинный

Длинный

Старение

С течением времени теряется фактическая емкость заряда

Сохраняет заряд лучше, чем литий-ионный

Диапазон температур

от -20 до 60 ° C

от -20 до 70 ° C

Импеданс

<100 мОм

<50 мОм

Температура заряда

от 0 до 40 ° C

от 0 до 40 ° C

Температура хранения

от -20 до 35 ° C

от -20 до 35 ° C

Приложения

Используется в резервных источниках питания / ИБП, мобильных устройствах, ноутбуках и других широко используемых бытовых электронных товарах.Также используется в системах электрической мобильности и накопления энергии

В основном используется радиоуправляемое оборудование и самолеты, мобильные устройства, ноутбуки и другие широко используемые электронные продукты. Также используется в электромобилях.

Надеюсь, эта статья поможет вам понять реальную разницу между литий-ионными и литий-полимерными батареями.

Мы в Robu.in надеемся, что вам было интересно, и что вы вернетесь к другим нашим образовательным блогам.

ДОЛЖЕН ПРОЧИТАТЬ БЛОГИ на АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕ

Литий-ионный против литий-полимерного: в чем разница?

Литий-ионная (Li-ion) аккумуляторная батарея исторически была предпочтительным элементом питания для смартфонов, а также для широкого ряда других портативных устройств. Однако современные смартфоны теперь обычно оснащены литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые являются подходящей альтернативой широкому спектру бытовых электронных устройств. Это, конечно, не стоит упускать из виду, учитывая редкую обкатку литий-ионного аккумулятора с проблемами перегрева.

Поскольку безопасность и долговечность аккумуляторов находятся в списке приоритетов некоторых клиентов, полезно знать плюсы и минусы этих двух аккумуляторных технологий. Вот все, что вам нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях.

Советы по аккумулятору: Лучший способ зарядить смартфон

Как работают литий-ионные батареи?

Надежный литий-ионный аккумулятор — старая рабочая лошадка в отрасли. Разработка технологии началась еще в 1912 году, но она не пользовалась популярностью до тех пор, пока не была принята Sony в 1991 году.С тех пор литий-ионные аккумуляторы используются в самых разных устройствах, от портативных фотоаппаратов до музыкальных плееров и смартфонов.

Литий-ионный аккумулятор оказался настолько успешным, что отчасти связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда аккумуляторы становится труднее заряжать с течением времени) в отличие от предыдущей технологии аккумуляторов и сравнительно низкой стоимостью производство.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат.Химический состав этой батареи ограничивает ее в основном прямоугольной формой. Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается в течение циклов зарядки и даже разряжается, когда он не используется, что не идеально. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или в случае прокола, что приведет к «тепловому выходу из строя» и возгоранию. Хотя, подчеркну, это очень и очень редко. Электронные контроллеры часто используются для регулирования мощности заряда и разряда, чтобы предотвратить перегрев.

Хотите узнать больше? Вот руководство по мотоциклам с батарейным питанием от Green Authority

Как работают литий-полимерные батареи?

Литий-полимерный аккумулятор новее, чем литий-ионный.Он не появлялся на рынке до 1970-х годов и появился в смартфонах совсем недавно. Эта технология становится все более популярной в смартфонах, в которых используются технологии очень быстрой зарядки. Это связано с тем, что литий-полимерные батареи имеют тенденцию быть немного более надежными, чем литий-ионные, поэтому в литий-полимерной технологии

снова используются положительный и отрицательный электрод, но с сухим твердым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не жидкость. В результате полимерные батареи могут иметь более низкий профиль, гибкость и более прочную конструкцию.Как и они, они также имеют меньшую вероятность утечки электролитов, что приведет к тепловому уходу. Короче говоря, они намного безопаснее. Однако они не полностью защищены от проблем, возникающих в результате проколов, стресса или перегрева.

Основным недостатком этой технологии является значительно более высокая стоимость производства, что означает более дорогие гаджеты и смартфоны по сравнению с литий-ионными. Жизненный цикл литий-полимерного аккумулятора также короче, и батареи накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера.Это не так идеально, если вы хотите, чтобы ваш продукт прослужил очень долго. В этих элементах также по-прежнему используются схемы защиты для поддержания рабочего напряжения в безопасных пределах.

Следующее: 6 распространенных мифов о батареях, которым вы, вероятно, поверите

Литий-ионная и литий-полимерная: основные отличия

Оба типа батарей имеют свои плюсы и минусы. Вообще говоря, литий-ионные батареи предлагают самую высокую емкость по самым низким ценам. Удобно, если вам нужен недорогой телефон, который работает без подзарядки больше одного дня.Недостатки литий-ионных аккумуляторов — это постепенный саморазряд, не то чтобы это слишком важно для телефонов, которые всегда включены, и крошечный, но не нулевой потенциал для проблем безопасности.

Li-poly немного безопаснее для сравнения, что особенно важно в наши дни, когда технология сверхбыстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не разряжаются, когда вы их не используете. Однако это связано с более высокой ценой, меньшим сроком службы и меньшей плотностью емкости.Тем не менее, легкий вес литий-полимерных батарей дает в целом лучшую удельную энергию на килограмм.

В целом, литий-полимерный постепенно вытесняет литий-ионный в индустрии смартфонов благодаря своей превосходной безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам в устройствах высокого и среднего уровня. Хотя более доступные конструкции и телефоны с очень большой емкостью ячеек, скорее всего, еще какое-то время будут использовать технологию литий-ионных аккумуляторов.

телефонов Android с лучшей батареей | Лучшие телефоны Android со съемным аккумулятором

Другие часто задаваемые вопросы

Q: Безопасны ли литий-ионные батареи?
A: Да.Сбои в работе и повреждения случаются очень редко, поэтому использование литий-ионных аккумуляторов очень безопасно. Особенно, если не допускать сильного нагрева и повреждения корпуса аккумулятора.

Q: Безопасны ли литий-полимерные батареи?
A: Да. Литий-полимерный даже безопаснее, чем литий-ионный, так как меньше риск утечки электролитического компонента.

Q: Можно ли утилизировать литий-ионные аккумуляторы?
A: Да. Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литий-ионные аккумуляторы.Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров по переработке и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

Q: Можно ли переработать литий-полимерные батареи?
A: Да. Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литиево-полимерные батареи. Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров утилизации и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

Комментарии

Лучшее понимание аккумуляторов — литий-ионные и литий-полимерные |

Когда мы покупаем вещицы, мы стараемся, чтобы у них был хороший, долговечный аккумулятор.Хотя мы смотрим только на емкость аккумулятора. Формула кажется простой — чем больше емкость, тем дольше срок службы батареи, не так ли? Но пытались ли вы когда-нибудь узнать, что означают такие термины, как Li-ion и Li-Po? Эти сокращения обозначают типы аккумуляторов, которые собирает ваше устройство, и это играет жизненно важную роль в поддержании заряда вашего устройства. Давайте подробнее рассмотрим эти типы батарей и то, как они влияют на наши телефоны и ноутбуки в нашей повседневной жизни.

Что такое литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

используются в большинстве наших современных смартфонов.Эти батареи состоят из трех разных частей: анода (отрицательная клемма) из металлического лития, катода (положительная клемма) из графита и разделительного слоя электролита между ними для предотвращения короткого замыкания. Всякий раз, когда мы заряжаем наши батареи, в результате химической реакции ионы от отрицательного вывода перемещаются к положительному выводу, где накапливается энергия. Когда батарея разряжается, ионы снова возвращаются к аноду.

Вы когда-нибудь задумывались, как наши телефоны перестают заряжаться? Что ж, эти батареи также оснащены небольшим электронным контроллером для этого.Некоторые бренды разработали несколько слоев этих батарей, чтобы получить еще большую емкость.

Что такое Li-Po батареи?

Литий-полимерный (Li-Po) — довольно старая технология, которую вы можете найти в своих старых телефонах или ноутбуках. Эти батареи имеют аналогичную структуру, что и литий-ионные батареи, но сделаны из гелеподобного (кремний-графенового) материала, который довольно легкий. Благодаря своим легким и гибким характеристикам эти батареи используются в ноутбуках и большинстве мощных аккумуляторных батарей.

Кто из них лучше?

Оба типа батарей имеют свои преимущества и недостатки. Начнем с того, что литий-ионные батареи имеют очень высокую плотность мощности, что означает, что они могут просто объединить больше элементов питания, чем литий-полимерные батареи. Производители смартфонов используют этот атрибут для увеличения мощности при сохранении элегантного дизайна.

У этих батареек также отсутствует эффект памяти. Что это значит? Эффект памяти — это явление, при котором батареи теряют оптимальную способность к перезарядке.Поскольку литий-ионные аккумуляторы не обладают эффектом памяти, вы можете заряжать аккумуляторы даже после частичной разрядки.

Однако у литий-ионных аккумуляторов есть недостатки. Один из самых больших — эффект старения. По прошествии определенного периода времени ионы, присутствующие в батареях, теряют способность производить максимальную энергию. Итак, если вы жаловались на быструю разрядку телефона, теперь вы знаете причину этого.

Литий-полимерные батареи

более жесткие и легкие.Эти батареи также имеют меньшую вероятность протечки из-за их гелеобразных свойств. Однако эти батареи не могут избежать эффекта памяти. Гелеобразный материал со временем становится тверже, что сокращает срок службы. Эти батареи также не могут иметь высокую удельную мощность в компактных размерах, что, как правило, является причиной их большого размера. Наиболее доступным примером этого являются традиционные аккумуляторы для ноутбуков, которые обычно требуют замены через определенный период времени.

Как выбрать?

Теперь, когда вы знаете достоинства и недостатки обеих технологий, все полностью зависит от того, какую из них вы выберете.Большинство современных смартфонов оснащены литий-ионными аккумуляторами, поэтому у вас практически нет выбора. Но двери для павербанков и ноутбуков по-прежнему открыты. Если вы много путешествуете, работаете в суровых условиях, то аккумуляторы или ноутбуки с литий-полимерными батареями могут стать для вас лучшим выбором из-за их легкости и прочности. Напротив, если вы предпочитаете, чтобы ваши устройства были изящными и с большей мощностью в дороге, то устройства с литий-ионными аккумуляторами могут идеально вам подойти.

Поскольку оба типа батарей частично удовлетворяют наши потребности, у всех нас может возникнуть один вопрос: нет ли идеального решения? На данный момент нет, но технологические гиганты, такие как Tesla, работают над новым типом батарей под названием SSB (твердотельные батареи), которые могут питать их электромобили. Эти батареи якобы компактны и не разлагаются. Сообщается, что такие бренды смартфонов, как Apple и Samsung, также работают над SSB, который может питать их будущие устройства.Этим батареям может потребоваться некоторое время, чтобы наконец внедриться в наши устройства.

Хотите узнать больше о том, как покупать продукты, или хотите быть в курсе последних технологических тенденций, новостей и обзоров? Обязательно следите за нами на www.reliancedigital.in.

Литий-ионный литий-ионный аккумуляторЛитий-ионный аккумулятор ИндияЛитий-ионный против литий-полимерного

литий-ионный против литий-полимерного аккумулятора — что лучше?


Литий-ионный или литий-полимерный?
(как кажется) бесконечные споры о батареях в современной бытовой электронике.Сегодня мы собираемся поговорить с о различиях между этими типами батарей . Хотя мы, возможно, не сможем свести счеты раз и навсегда, что лучше. мы надеемся предоставить вам необходимую информацию, чтобы сделать наилучший выбор!

В чем разница?

Литий-ионный аккумулятор — это формат перезаряжаемых аккумуляторов, который впервые приобрел популярность благодаря тому, что они были приняты крупными производителями электроники в начале 1990-х годов.По сути, они представляют собой группу очень жестких отсеков для выработки электроэнергии, которая состоит из трех частей: положительного электрода; отрицательный электрод; и электролит или жидкое химическое соединение между ними. Большинство литий-ионных аккумуляторов, в отличие от более традиционных, также включают в себя электронный контроллер, который регулирует мощность и потоки разряда, чтобы аккумулятор не перегревался и не взорвался.

Наиболее существенное различие между литий-ионными и литий-полимерными батареями — это химический электролит между их положительным и отрицательным электродами.В Li-Po батареях это не жидкость. Вместо этого в технологии Li-Po используется одна из трех форм: сухое твердое вещество, которое в значительной степени было прекращено в годы создания прототипов литий-полимерных батарей; пористый химический состав; или гелеобразный электролит. Самым популярным среди них является последний — тип аккумулятора, который вы найдете в новых портативных компьютерах и электромобилях. Загвоздка в том, что многие компании на самом деле продают вам не настоящую литий-полимерную батарею, а литий-ионную полимерную батарею или литий-ионную батарею в более гибком корпусе.

Один лучше другого?

И литий-ионные, и литий-полимерные батареи имеют свои плюсы и минусы. Как правило, преимущества литий-ионных аккумуляторов заключаются в их высокой удельной мощности, отсутствии так называемого эффекта памяти (когда аккумуляторы становится труднее заряжать с течением времени) и их значительно более низкая стоимость, чем литий-полимерные. По словам Wired, «Литий-ионные батареи невероятно эффективны. Они запихивают невероятное количество энергии в крошечный пакет. Но, как любой мог видеть в недавней саге о запрете на полеты определенного бренда мобильных телефонов, литий-ионные батареи по своей природе нестабильны, страдают от старения и потенциально опасны. Если барьер, разделяющий положительный и отрицательный электроды, когда-либо будет нарушен, химическая реакция может вызвать возгорание (пожар). Поскольку литий-ионные аккумуляторы становятся все более популярными в бытовой электронике, компании пытаются снизить затраты за счет экономии средств. Хотя качественные батареи совершенно безопасны, вы всегда должны быть осторожны при покупке безымянных брендов.

Литий-полимерные батареи

, с другой стороны, обычно прочные и гибкие , особенно когда речь идет о размере и форме их конструкции. Кроме того, они легкие, имеют чрезвычайно низкий профиль и имеют меньшую вероятность утечки электролита . Но литий-полимерные батареи тоже не идеальны: они значительно дороже в производстве, и у них нет такой же плотности энергии (количества энергии, которое может быть сохранено) и срока службы, как у литий-ионных.

Мы на ногу в обоих мирах!

Верный своей форме, мы пошли вперед и обеспечили потребности ваших внешних аккумуляторов в будущем, предложив как литий-ионные, так и литий-полимерные . Наши Li-Po аккумуляторы, Power Bank на 22000 мАч и Power Bank на 12000 мАч, сохраняют то же качество, которое вы знаете и любите от RAVPower. Несмотря на более тонкий профиль, они обладают огромным набором внутренних функций. К ним относятся защита от короткого замыкания и перезаряда / разряда, огнестойкая оболочка и электронный зарядный модуль iSmart.Вы также найдете Li-Po аккумуляторы в нашем автомобильном стартере емкостью 18000 мАч. С другой стороны, большинство других наших аккумуляторов питания содержат литий-ионные внутренние компоненты. Как и в случае с нашей литий-полимерной линейкой, ваша внешняя литий-ионная батарея содержит дополнительные функции, обеспечивающие вашу безопасность.

Чтобы узнать, какие аккумуляторы Li-Ion и LiPo предлагает RAVPower, нажмите здесь
Чтобы связаться с нами в социальных сетях, подпишитесь на наши Facebook , Twitter и Instagram страницы

Получите литий-ионный аккумулятор RAVPower емкостью 16750 мАч со скидкой 10% до 3 августа с кодом STABZIGR.Найдите здесь.

Если вы предпочитаете литий-полимерную батарею, вы можете приобрести Li-Po Power Bank емкостью 12000 мАч от RAVPower со скидкой 10% до 3 августа с кодом TZCKKCQT. Найдите здесь.

Нам не терпится помочь вам выбрать следующий внешний аккумулятор. Расскажите в комментариях ниже, почему вы предпочитаете литий-ионные или литий-полимерные!

Связанные

Cashify объясняет: чем отличаются литий-ионные и литий-полимерные батареи?

Когда вы ходите по магазинам за своими долгожданными гаджетами, вы должны всегда проверять емкость аккумулятора и погоду, есть ли у него отличное время автономной работы или нет.Мы всегда считали, что чем больше емкость аккумулятора, тем дольше срок его службы. Но это не всегда так, и это зависит еще от множества факторов.

Также читайте: Советы по использованию аккумулятора: как продлить срок службы аккумулятора смартфона

В настоящее время на рынке существуют два основных типа аккумуляторов. Первый — это литий-ионные аккумуляторы, которые традиционно используются во всех наших смартфонах и портативных гаджетах. Другой, литий-полимерные батареи, используются в большинстве современных гаджетов и в большинстве новых флагманских устройств.

Также читайте: Лучшие камеры смартфонов

Однако есть некоторые отличия, в основном касающиеся безопасности и долговечности батарей. Вот подробные указания, которые отличают литий-ионные и литий-полимерные батареи ниже:

Что такое литий-ионный аккумулятор? Литий-ионные аккумуляторы

использовались в течение очень долгого времени и были и остаются выбором батареи для всех гаджетов. Это связано с тем, что эти батареи долговечны, обладают большой плотностью энергии и сравнительно дешевы в производстве.

Литий-ионные или литий-ионные батареи

— это перезаряжаемые батареи, которые очень портативны. Это причина, по которой они в основном используются для электронных транспортных средств, таких как аэрокосмические приложения.

В этих батареях положительно заряженные ионы лития переносятся электролитом от анода к катоду и наоборот. Литий-ионные аккумуляторы очень долговечны и рассчитаны на долгий срок службы, таких аккумуляторов хватает примерно на 2-3 года или 300-500 циклов зарядки.

Также читайте: Как сэкономить заряд батареи на iOS 14 с помощью автоматических ярлыков

Достоинства литий-ионного аккумулятора :

Теперь, когда мы знаем значение литий-ионных аккумуляторов, давайте обсудим их достоинства с помощью следующих пунктов —

1.Рентабельность

Поскольку литий-ионные батареи использовались в течение очень долгого времени, стоимость производства батареи значительно снизилась, и гораздо дешевле реализовать литий-ионную батарею для портативного устройства, поскольку они легко доступны и стоят намного дешевле.

2.
Плотность высокой мощности

По сравнению с аккумуляторами других типов литий-ионные аккумуляторы могут хранить в 3-4 раза больше заряда по сравнению с аккумуляторами аналогичного размера. Это делает его не только совместимым, но и эффективным и надежным для использования в портативных гаджетах.

3.
Срок службы батареи Литий-ионные батареи

служат дольше, чем батареи большинства других типов. Их хватит на два-три года, а может, и больше, или около 300-500 циклов зарядки.

4.
Техническое обслуживание Литий-ионные батареи

просты в обслуживании и уходе, поскольку они не требуют множества сложных процессов для обслуживания. Для обслуживания литий-ионных аккумуляторов не требуется ни больших усилий, ни больших вложений.

5.
Постоянное напряжение

Еще одним преимуществом литий-ионных батарей является то, что они способны поддерживать постоянное напряжение. Независимо от того, насколько велика нагрузка или использование, литий-ионный аккумулятор успешно поддерживает постоянное напряжение.

Недостатки литий-ионного аккумулятора :

Недостатки обязательно присутствуют с достоинствами. Итак, мы перечислили несколько недостатков литий-ионных аккумуляторов, а именно:

1.Эффективность со временем снижается

Даже несмотря на то, что срок службы батареи большой, он не остается неизменным на протяжении всего срока службы. Литий-ионные батареи имеют тенденцию к снижению емкости и производительности с течением времени.

2. Хрупкий

Батареи этого типа не подходят для чрезвычайно тяжелых условий эксплуатации, так как они не обладают надежной технологией. Поскольку внутри этих батарей находится жидкий химический электролит, их можно легко проткнуть с минимальным усилием.

3. Небезопасно при температурах Higer

При высоких температурах, что вероятно в чехлах для смартфонов, поскольку смартфоны имеют тенденцию к перегрузке, аккумулятор становится нестабильным и может загореться. Хотя для регулирования температуры используются электронные контроллеры, все же довольно небезопасно использовать эти батареи в портативных гаджетах.

Что такое литий-полимерный аккумулятор?

Литий-полимерный аккумулятор — это еще один перезаряжаемый аккумулятор, в котором вместо жидкого электролита используется полимерный электролит.Эта разница в выборе делает литий-полимерные батареи более эффективными и безопасными в использовании.

Литий-полимерные батареи универсальны по своей природе и поэтому доступны в различных формах и размерах. Большинство литий-полимерных батарей легкие.

Достоинства литий-полимерной батареи: Литий-полимерные батареи

обладают множеством преимуществ. Вот некоторые из основных достоинств этих типов батарей:

1.Чрезвычайно безопасный Литий-полимерные батареи

невероятно безопасны в использовании. Они имеют гибкую упаковку с алюминием, защищающую от любого взрыва или опасной ситуации.

2. Легкий (очень портативный) Литий-полимерные батареи

очень портативны, так как они очень легкие. Это связано с тем, что при его изготовлении не используются тяжелые металлы или жидкий электролит.

Также читайте: Почему батарея моего телефона разряжается так быстро?

3.Универсальный по своей природе Литий-полимерные батареи

универсальны по своей природе и доступны в различных формах и размерах. Нет предела в изменении его формы, и производители в полной мере используют это.

4. Низкий уровень саморазряда Литий-полимерные батареи

хороши своими разрядными характеристиками. Они эффективны и функциональны с низким уровнем саморазряда. Это означает, что аккумулятор не сильно разряжается, когда аккумулятор не используется.

Также читайте: 8 главных преимуществ рутирования вашего Android-смартфона в 2020 году!

5. Тонкие с большой емкостью Литий-полимерные батареи

тонкие, что делает их очень совместимыми с мобильными телефонами. Они доступны в толщине даже менее 1 мм.

Несмотря на то, что они тонкие, они обладают большой емкостью. Они на 10-15% сильнее и мощнее, чем многие другие батареи того же размера.

Читайте также: Обзоры смартфонов

Недостатки литий-полимерного аккумулятора
1.По высокой цене Литий-полимерные батареи

также имеют высокую цену по сравнению с другими типами батарей того же размера и технических характеристик. Их цена даже выше, чем у литий-ионных аккумуляторов. Но ожидается, что эти цены снизятся, поскольку эти батареи начнут массово производиться, и тогда цены могут быть значительно снижены.

2. удельная энергия Литий-полимерные батареи

менее эффективны с точки зрения удельной энергии и имеют даже меньшее количество циклов зарядки по сравнению с литий-ионными батареями.

3. Меньшая продолжительность жизни

Цикл разряда этих литий-полимерных батарей намного короче по сравнению с литий-ионными батареями, и, следовательно, эти батареи не долговечны.

Также читайте: вот почему вы должны продавать свои старые гаджеты прямо сейчас!

Основные различия между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами:

1. Стоимость
Литий-ионные аккумуляторы

выигрывают по цене по сравнению с литий-полимерными аккумуляторами.Однако оба типа на самом деле являются дорогостоящими в более широком смысле.

2. Универсальность
Литий-полимерные батареи

обладают большей универсальностью, чем литий-ионные. Это потому, что нет ограничений на производство их различных форм и размеров. Их можно формовать по-разному и использовать для разных целей.

3. Высокая мощность

И литий-ионные, и литий-полимерные батареи подходят для длительного и надежного использования энергии. Однако литий-ионные аккумуляторы более эффективны и популярны, чем литий-полимерные.У них более высокий уровень энергии и мощности, и они больше подходят для интенсивного использования.

4. Легкий и прочный
Литий-полимерные батареи

более желательны с точки зрения прочности и легкости, чем литий-ионные. Из-за прочной конструкции у литий-полимерных батарей меньше всего шансов на утечку.

5. Саморазряд

Срок службы литий-полимерных батарей короче, и батареи накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера.Хотя литий-полимерные батареи безопаснее, а также имеют быструю зарядку и низкий уровень саморазряда, что означает, что батареи не разряжаются, если вы не используете их в течение длительного времени.

6. Портативность и пригодность

И литий-ионные, и литий-полимерные батареи портативны. Однако литий-полимерные батареи более портативны, поскольку имеют компактную и тонкую конструкцию. Что касается пригодности, Li-ion и Li-poly подходят и эффективны по-разному. Литий-ионный подходит для электромобилей, а литий-полимерный — для мобильных телефонов.

Почему Li-poly более востребован с современными технологиями! Литий-полимерные батареи

пользуются повышенным спросом благодаря новейшим и передовым технологиям. Это потому, что они очень гибкие, и им можно придавать различные формы и размеры.

Более того, литий-полимерные батареи безопаснее, чем батареи других типов, и обеспечивают стабильную работу с низким уровнем саморазряда. Они хорошо совместимы с использованием смартфонов и поэтому завоевали репутацию в мире современных технологий.

Также читайте: 5 лучших приложений для экономии заряда батареи для смартфонов Android

Заключительная записка

Все дело в литий-ионных и литий-полимерных батареях и их различиях. В самом деле, оба они полезны для разных целей и применений и превосходно работают в различных областях.

Какая батарея самая лучшая? — Battery University

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и тонкие как бумага.Они настоящие? Возможно — но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на малый размер и длительное время работы, этот аккумулятор не прослужит долго и изнашивается преждевременно. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер будет большим и громоздким. Третья батарея может обеспечить все желаемые характеристики, но цена будет слишком высокой для коммерческого использования.

Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и в ответ предлагают пакеты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений.Индустрия мобильных телефонов — пример умной адаптации. Акцент делается на небольшие размеры, высокую удельную энергию и невысокую цену. На втором месте — долголетие.

Надпись NiMH на батарейном блоке автоматически не гарантирует высокую плотность энергии. Например, призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона имеет тонкую форму. Такой пакет обеспечивает плотность энергии около 60 Втч / кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH аккумулятор обеспечивает плотность энергии 80 Втч / кг и выше.Тем не менее, количество циклов этой батареи от умеренного до низкого. NiMH аккумуляторы высокой прочности, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в громоздкие цилиндрические элементы. Плотность энергии этих ячеек составляет скромные 70 Втч / кг.

Компромиссы существуют и в отношении литиевых батарей. Литий-ионные блоки производятся для оборонных приложений, которые намного превышают плотность энергии коммерческого эквивалента. К сожалению, эти литий-ионные аккумуляторы сверхвысокой емкости считаются небезопасными в руках населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.

В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения серийного аккумулятора. Так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде, исключаются. Мы тщательно изучаем батареи не только с точки зрения плотности энергии, но и с точки зрения долговечности, характеристик нагрузки, требований к техническому обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов. Поскольку никель-кадмиевые батареи остаются стандартом, с которым сравниваются другие батареи, мы сравниваем альтернативные химические составы с этим классическим типом батарей.

Никель-кадмий (NiCd) — зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии.NiCd используется там, где важны длительный срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения — двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и не наносит вреда окружающей среде.

Никель-металлогидрид (NiMH) — имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.

Свинцово-кислотный — наиболее экономичный для приложений с большой мощностью, где вес не имеет большого значения.Свинцово-кислотные батареи являются предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.

Литий-ионный (Li ‑ ion) — самая быстрорастущая аккумуляторная система. Литий-ионный используется там, где первостепенное значение имеют высокая плотность энергии и легкий вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают портативные компьютеры и сотовые телефоны.

Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) — предлагает свойства литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке.Основное применение — мобильные телефоны.

На рис. 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых систем аккумуляторных батарей с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к упражнениям и стоимости. Цифры основаны на средних номиналах имеющихся в продаже батарей на момент публикации.

NiCd NiMH Свинцово-кислотный Литий-ионный Литий-ионный полимер Литий-ионный полимер Алкоголь Многоразовый
Гравиметрическая плотность энергии (Втч / кг) 45-80 60-120 30-50 110-160 100-130 80 (начальное) Внутреннее сопротивление
(включая периферийные цепи) в мОм 100-200 1
Пакет 6 В 200-300 1
Пакет на 6 В <100 1
Пакет на 12 В От 150 до 250 1
7.Пакет на 2 В От 200 до 300 1
Пакет на 7,2 В От 200 до 2000 1
Пакет на 6 В Срок службы (до 80% от начальной емкости) 1500 2 300 до 500 2,3 200 до
300 2 500 до 1000 3 300 до
500 50 3
(до 50%) Время быстрой зарядки 1 час типично 2-4 часа 8-16 часов 2-4 часа 2-4 часа 2-3 часа Допуск перезарядки умеренный низкий высокий очень низкий низкий средний Саморазряд / месяц (комнатная температура) 20% 4 30% 4 5% 10% 5 ~ 10% 5 0.3% Напряжение элемента (номинальное) 1,25 В 6 1,25 В 6 2 В 3,6 В 3,6 В 1,5 В Ток нагрузки
— пик
— лучший результат
20C
1C
5C
0,5C или ниже
5C 7
0,2C
> 2C
1C или ниже
1C или ниже 9035
0.5C
0,2C или ниже Рабочая температура (только нагнетание) от -40 до
60 ° C от -20 до
60 ° C от -20 до
60 ° C от -20 до
60 ° C 0 до
60 ° C 0 до
65 ° C Требования к техническому обслуживанию 30-60 дней 60-90 дней 3-6 месяцев 9 не требуется не требуется не требуется Стандартная стоимость батареи
(долл. США, только для справки) 50 долл. США
(7,2 В) 60 долл. США
(7,2 В) долл. США
(6 В) 100 долл. США
(7,2 В) 100 долл. США
(7,2 В) 5 долл. США
(9 В) Стоимость цикла (долл. США) 11 долл. США Коммерческое использование с 1950 1990 1970 (герметизированная свинцово-кислотная) 1991 1999 1992
Рисунок 1 : Характеристики обычно используемых аккумуляторных батарей

  1. Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи зависит от номинала ячеек, типа схемы защиты и количества ячеек.Схема защиты из литий-ионных и литий-полимерных добавляет около 100 мОм.
  2. Срок службы зависит от регулярного обслуживания аккумулятора. Несоблюдение периодических циклов полной разрядки может сократить срок службы в три раза.
  3. Срок службы зависит от глубины разряда. Мелкие разряды обеспечивают больше циклов, чем глубокие разряды.
  4. Разряд достигает максимума сразу после зарядки, затем спадает. Емкость NiCd уменьшается на 10% в первые 24 часа, а затем снижается примерно до 10% каждые 30 дней.Саморазряд увеличивается с повышением температуры.
  5. Внутренние схемы защиты обычно потребляют 3% накопленной энергии в месяц.
  6. 1,25 В — напряжение разомкнутой ячейки. 1,2 В. Обычно используется значение. Между ячейками нет разницы; это просто метод оценки.
  7. Возможность сильноточных импульсов.
  8. Относится только к разряду; диапазон температур заряда более ограничен.
  9. Техническое обслуживание может осуществляться в форме «выравнивающей» или «дополнительной» платы.
  10. Стоимость аккумулятора для имеющихся в продаже портативных устройств.
  11. Получено из цены батареи, разделенной на срок службы. Не включает стоимость электричества и зарядных устройств.

Наблюдение: Интересно отметить, что NiCd имеет самое короткое время зарядки, обеспечивает самый высокий ток нагрузки и предлагает самую низкую общую стоимость цикла, но при этом предъявляет самые высокие требования к техническому обслуживанию.

Никель-кадмиевый (NiCd) аккумулятор

Никель-кадмиевый аккумулятор предпочитает быструю зарядку медленной зарядке и импульсный заряд постоянному току.Все остальные химические соединения предпочитают неглубокий разряд и умеренные токи нагрузки. NiCd — сильный и тихий рабочий; каторжный труд не представляет проблемы. Фактически, NiCd — единственный тип батарей, который хорошо работает в суровых условиях работы. Он не любит, когда его балуют, сидя в зарядных устройствах в течение нескольких дней и используя лишь изредка в течение коротких периодов времени. Периодический полный разряд настолько важен, что, если его не использовать, на пластинах ячеек образуются большие кристаллы (также называемые памятью , ), и NiCd постепенно теряет свои характеристики.

Среди перезаряжаемых батарей никель-кадмиевые батареи остаются популярным выбором для таких приложений, как двусторонняя радиосвязь, оборудование для оказания неотложной медицинской помощи и электроинструменты. Батареи с более высокой плотностью энергии и менее токсичными металлами вызывают переход от никель-кадмиевых к более новым технологиям.

Преимущества и ограничения никель-кадмиевых аккумуляторов

Быстрая и простая зарядка — даже после длительного хранения.

Большое количество циклов заряда / разряда — при правильном обслуживании NiCd обеспечивает более 1000 циклов заряда / разряда.

Хорошие нагрузочные характеристики — NiCd позволяет заряжаться при низких температурах.

Длительный срок хранения — в любой зарядке.

Простое хранение и транспортировка — большинство компаний, занимающихся авиаперевозками, принимают NiCd без особых условий.

Хорошие низкотемпературные характеристики.

Простите, если злоупотребляют — никель-кадмиевые батареи являются одними из самых надежных аккумуляторных батарей.

Экономичная цена — никель-кадмиевый аккумулятор является самым дешевым аккумулятором с точки зрения стоимости цикла.

Доступен в широком диапазоне размеров и рабочих характеристик — большинство никель-кадмиевых элементов имеют цилиндрическую форму.

Ограничения

Относительно низкая плотность энергии — по сравнению с более новыми системами.

Эффект памяти — необходимо периодически проверять NiCd для предотвращения памяти.

Без вреда для окружающей среды — NiCd содержит токсичные металлы.Некоторые страны ограничивают использование никель-кадмиевых батарей.

Имеет относительно высокий саморазряд — после хранения требует подзарядки.

Рисунок 2: Преимущества и ограничения никель-кадмиевых батарей.

Никель-металлогидридная (NiMH) батарея

Исследование системы NiMH началось в 1970-х годах как средство обнаружения того, как хранить водород для никель-водородной батареи .Сегодня никель-водородные батареи используются в основном для спутниковой связи. Они громоздкие, содержат стальные баллончики высокого давления и стоят тысячи долларов за элемент.

В первые дни экспериментов с никель-металлгидридными батареями металлогидридные сплавы были нестабильны в окружающей среде элемента, и желаемые рабочие характеристики не могли быть достигнуты. В результате разработка NiMH замедлилась. В 1980-х годах были разработаны новые гидридные сплавы, которые были достаточно стабильны для использования в электролизере.С конца 1980-х годов NiMH неуклонно совершенствовалась.

Успех NiMH обусловлен его высокой плотностью энергии и использованием экологически чистых металлов. Современные никель-металлгидридные аккумуляторы обеспечивают на 40 процентов более высокую плотность энергии по сравнению с никель-кадмиевыми сплавами. Есть потенциал для еще более высоких возможностей, но не без некоторых отрицательных побочных эффектов.

NiMH менее долговечен, чем NiCd. Езда на велосипеде под большой нагрузкой и хранение при высокой температуре сокращает срок службы. NiMH страдает от высокого саморазряда, который значительно больше, чем у NiCd.

NiMH заменяет NiCd на таких рынках, как беспроводная связь и мобильные вычисления. Во многих частях мира покупателю рекомендуется использовать никель-металлогидридные, а не никель-кадмиевые батареи. Это связано с заботой об окружающей среде по поводу небрежной утилизации использованной батареи.

Эксперты согласны с тем, что NiMH значительно улучшился с годами, но ограничения остаются. Большинство недостатков присущи никелевой технологии и присущи никель-кадмиевым батареям. Широко признано, что NiMH — это промежуточный этап в технологии литиевых батарей.

Преимущества и ограничения никель-металлгидридных аккумуляторов

Емкость на 30-40 процентов выше, чем у стандартного никель-кадмиевого сплава. NiMH обладает потенциалом для еще более высокой плотности энергии.

Менее подвержен памяти, чем NiCd.Периодические циклы упражнений требуются реже.

Простое хранение и транспортировка — условия транспортировки не подлежат нормативному контролю.

Экологически чистый — содержит только легкие токсины; выгодно для вторичной переработки.

Ограничения

Ограниченный срок службы — при многократном глубоком цикле, особенно при высоких токах нагрузки, производительность начинает ухудшаться после 200–300 циклов. Предпочтительны мелкие, а не глубокие циклы разряда.

Ограниченный ток разряда — хотя никель-металлгидридная батарея способна обеспечивать высокие токи разряда, повторяющиеся разряды с высокими токами нагрузки сокращают срок службы батареи. Наилучшие результаты достигаются при токах нагрузки от 0,2 до 0,5 ° C (от одной пятой до половины номинальной мощности).

Требуется более сложный алгоритм зарядки — NiMH выделяет больше тепла во время зарядки и требует более длительного времени зарядки, чем NiCd. Капельный заряд имеет решающее значение и требует тщательного контроля.

Высокий саморазряд — саморазряд NiMH примерно на 50% выше, чем у NiCd. Новые химические добавки улучшают саморазряд, но за счет более низкой плотности энергии.

Производительность ухудшается при хранении при повышенных температурах — NiMH следует хранить в прохладном месте и с уровнем заряда около 40 процентов.

Высокий уровень обслуживания — аккумулятор требует регулярной полной разрядки для предотвращения образования кристаллов.

Примерно на 20 процентов дороже, чем NiCd — NiMH аккумуляторы, рассчитанные на большой ток, дороже, чем обычная версия.

Рисунок 3: Преимущества и ограничения NiMH аккумуляторов

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотный аккумулятор изобрел французский врач Гастон Плант в 1859 г. первая аккумуляторная батарея для коммерческого использования. Сегодня свинцово-кислотные аккумуляторные батареи используются в автомобилях, вилочных погрузчиках и в крупных системах бесперебойного питания (ИБП).

В середине 1970-х исследователи разработали необслуживаемую свинцово-кислотную батарею, которая могла работать в любом положении.Жидкий электролит был преобразован в увлажненные сепараторы, и корпус был герметизирован. Были добавлены предохранительные клапаны, позволяющие выпускать газ во время зарядки и разрядки.

Под влиянием разных приложений появилось два обозначения батарей. Это небольшая герметичная свинцово-кислотная система (SLA), также известная под торговой маркой Gelcell, и свинцово-кислотная кислота с большим клапаном (VRLA). Технически обе батареи одинаковые. (Инженеры могут возразить, что слово «герметичный свинцово-кислотный» употребляется неправильно, потому что ни одна свинцово-кислотная батарея не может быть полностью герметичной.) Из-за того, что мы делаем упор на портативные аккумуляторы, мы ориентируемся на SLA.

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, SLA и VRLA разработаны с низким потенциалом перенапряжения, чтобы не дать аккумулятору достичь своего газогенерирующего потенциала во время зарядки. Избыточная зарядка вызовет газообразование и истощение воды. Следовательно, эти батареи никогда не могут быть полностью заряжены.

Свинцово-кислотный не подлежит памяти. Если оставить аккумулятор на постоянном заряде в течение длительного времени, это не приведет к повреждению.У аккумулятора лучше всего сохраняется заряд среди аккумуляторных батарей. В то время как NiCd саморазряжается примерно на 40 процентов своей накопленной энергии за три месяца, SLA саморазряжает такое же количество за один год. SLA относительно недорого купить, но эксплуатационные расходы могут быть дороже, чем у NiCd, если полные циклы требуются на повторяющейся основе.

SLA не предусматривает быстрой зарядки — обычно время зарядки составляет от 8 до 16 часов. Соглашение об уровне обслуживания должно всегда храниться в заряженном состоянии.Оставление аккумулятора в разряженном состоянии вызывает сульфатирование, состояние, при котором аккумулятор трудно, а то и невозможно перезарядить.

В отличие от NiCd, SLA не любит глубоких циклов. Полная разрядка вызывает дополнительную нагрузку, и каждый цикл лишает аккумулятор небольшой емкости. Эта характеристика износа в той или иной степени применима и к батареям другого химического состава. Чтобы предотвратить перегрузку аккумулятора из-за повторяющейся глубокой разрядки, рекомендуется использовать более крупный аккумулятор SLA.

В зависимости от глубины разрядки и рабочей температуры SLA предусматривает от 200 до 300 циклов разрядки / зарядки. Основная причина относительно короткого срока службы — это коррозия сетки положительного электрода, истощение активного материала и расширение положительных пластин. Эти изменения наиболее распространены при более высоких рабочих температурах. Езда на велосипеде не предотвращает и не обращает вспять тенденции.

Оптимальная рабочая температура для батарей SLA и VRLA составляет 25 ° C (77 ° F).Как показывает практика, повышение температуры на 8 ° C (15 ° F) сокращает срок службы батареи вдвое. VRLA, который прослужит 10 лет при 25 ° C, будет годен только 5 лет при эксплуатации при 33 ° C (95 ° F). Та же батарея проработает чуть больше одного года при температуре 42 ° C (107 ° F).

Среди современных аккумуляторных батарей семейство свинцово-кислотных аккумуляторов имеет самую низкую плотность энергии, что делает их непригодными для портативных устройств, требующих компактных размеров. К тому же производительность при низких температурах оставляет желать лучшего.

SLA рассчитан на 5-часовую разрядку или 0,2 ° C. Некоторые батареи даже рассчитаны на медленную 20-часовую разрядку. Чем больше время разряда, тем выше показания емкости. SLA хорошо работает при высоких импульсных токах. Во время этих импульсов может быть достигнута скорость разряда, значительно превышающая 1С.

Что касается утилизации, SLA менее вредно, чем NiCd аккумулятор, но высокое содержание свинца делает SLA экологически вредным.

Преимущества и ограничения свинцово-кислотных аккумуляторов

Недорогой и простой в изготовлении — с точки зрения стоимости ватт-часов SLA является наименее дорогим.

Зрелая, надежная и хорошо изученная технология — при правильном использовании соглашение об уровне обслуживания является долговечным и обеспечивает надежное обслуживание.

Низкий саморазряд — скорость саморазряда одна из самых низких среди аккумуляторных систем.

Низкие требования к обслуживанию — нет памяти; нет электролита для заполнения.

Возможна высокая скорость разряда.

Ограничения

Не может храниться в разряженном состоянии.

Низкая плотность энергии — плохое соотношение веса и плотности энергии ограничивает использование в стационарных и колесных установках.

Допускает только ограниченное количество полных циклов разряда — хорошо подходит для приложений в режиме ожидания, требующих лишь периодических глубоких разрядов.

Безвредно для окружающей среды — электролит и содержащийся в нем свинец могут нанести вред окружающей среде.

Ограничения на транспортировку затопленной свинцовой кислоты — существуют экологические проблемы, связанные с утечкой в ​​случае аварии.

Температурный разгон может произойти при неправильной зарядке.

Рисунок 4: Преимущества и ограничения свинцово-кислотных аккумуляторов.

Литий-ионная батарея

Работа Pioneer с литиевой батареей началась в 1912 году под руководством Г. Льюиса, но только в начале 1970-х годов первые неперезаряжаемые литиевые батареи стали коммерчески доступными.Литий — самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает наибольшую плотность энергии на единицу веса.

Попытки разработать перезаряжаемые литиевые батареи были предприняты в 1980-х годах, но потерпели неудачу из-за проблем с безопасностью. Из-за присущей металлическому литию нестабильности, особенно во время зарядки, исследования переключились на неметаллическую литиевую батарею, использующую ионы лития. Хотя литий-ионный аккумулятор немного ниже по плотности энергии, чем металлический литий, он безопасен при соблюдении определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке.В 1991 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру. Сегодня литий-ионные аккумуляторы являются наиболее быстрорастущими и многообещающими.

Плотность энергии литий-ионных аккумуляторов обычно вдвое выше, чем у стандартных никель-кадмиевых аккумуляторов. Улучшение электродных активных материалов может увеличить плотность энергии почти в три раза по сравнению с NiCd. В дополнение к высокой емкости, нагрузочные характеристики достаточно хороши и ведут себя аналогично NiCd с точки зрения характеристик разряда (аналогичная форма профиля разряда, но другое напряжение).Плоская кривая разряда обеспечивает эффективное использование накопленной мощности в желаемом спектре напряжения.

Высокое напряжение элементов позволяет использовать аккумуляторные блоки только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают от одной ячейки, что упрощает конструкцию батарей. Для поддержания той же мощности потребляются более высокие токи. Низкое сопротивление элемента важно для обеспечения неограниченного протекания тока во время импульсов нагрузки.

Литий-ионная аккумуляторная батарея не требует особого обслуживания, а это преимущество, на которое не может претендовать большинство других химикатов.Память отсутствует, и для продления срока службы батареи не требуется регулярных циклов. Кроме того, саморазряд менее чем наполовину по сравнению с NiCd, что делает литий-ионный аккумулятор хорошо подходящим для современных датчиков уровня топлива. Литий-ионные элементы при утилизации не причиняют большого вреда.

Несмотря на общие преимущества, литий-ионный аккумулятор имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Схема защиты, встроенная в каждую батарею, ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде.Кроме того, контролируется температура ячейки, чтобы предотвратить перепады температур. Максимальный ток заряда и разряда ограничен значением от 1С до 2С. При соблюдении этих мер предосторожности возможность появления металлического литиевого покрытия из-за перезарядки практически исключается.

Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители умалчивают об этой проблеме. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется аккумулятор или нет. Через два или, возможно, три года батарея часто выходит из строя.Следует отметить, что другие химические вещества также обладают возрастными дегенеративными эффектами. Это особенно актуально для NiMH при воздействии высоких температур окружающей среды.

Хранение аккумулятора в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионных (и других химических компонентов). Производители рекомендуют хранить при температуре 15 ° C (59 ° F). Кроме того, при хранении аккумулятор должен быть частично заряжен.

Производители постоянно улучшают химический состав литий-ионных аккумуляторов. Новые и улучшенные химические комбинации вводятся каждые шесть месяцев или около того.При таком быстром прогрессе сложно оценить, насколько долго обновленная батарея устареет.

Самый экономичный литий-ионный аккумулятор с точки зрения соотношения затрат и энергии — это цилиндрический аккумулятор 18650. Эта ячейка используется для мобильных вычислений и других приложений, не требующих ультратонкой геометрии. Если требуется более тонкий блок (тоньше 18 мм), призматический литий-ионный элемент является лучшим выбором. По сравнению с 18650 нет увеличения плотности энергии, однако стоимость получения той же энергии может удвоиться.

Для сверхтонкой геометрии (менее 4 мм) единственным выбором является литий-ионный полимер. Это самая дорогая система по соотношению затрат и энергии. Нет никакого выигрыша в плотности энергии, а долговечность уступает прочному элементу 18560.

Преимущества и ограничения литий-ионных аккумуляторов

Высокая плотность энергии — потенциал для еще большей производительности.

Относительно низкий саморазряд — саморазряд вдвое меньше, чем у NiCd и NiMH.

Низкие эксплуатационные расходы — периодическая разрядка не требуется; нет памяти.

Ограничения

Требуется схема защиты — схема защиты ограничивает напряжение и ток. Батарея безопасна, если ее не спровоцировать.

Подвержен старению, даже если не используется — хранение аккумулятора в прохладном месте и при 40-процентном уровне заряда снижает эффект старения.

Умеренный ток разряда.

В соответствии с правилами транспортировки — отправка больших партий литий-ионных аккумуляторов может подлежать нормативному контролю. Это ограничение не распространяется на ручные аккумуляторные батареи.

Дорого в производстве — примерно на 40 процентов дороже, чем у NiCd. Более совершенные технологии производства и замена редких металлов более дешевыми альтернативами, вероятно, снизят цену.

Не полностью зрелый — изменения в комбинации металлов и химикатов влияют на результаты тестирования батареи, особенно с некоторыми быстрыми методами тестирования.

Рисунок 5: Преимущества и ограничения литий-ионных батарей

Литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерный аккумулятор отличается от других аккумуляторных систем в тип используемого электролита. В оригинальной конструкции 1970-х годов используется сухой твердый полимерный электролит. Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но позволяет обмениваться ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов).Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Конструкция из сухого полимера предлагает упрощения в отношении изготовления, прочности, безопасности и тонкопрофильной геометрии. Нет опасности воспламенения, поскольку не используется жидкий или гелеобразный электролит. При толщине ячеек всего один миллиметр (0,039 дюйма) конструкторы оборудования предоставлены самому себе в плане формы, формы и размера.

К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость.Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить всплески тока, необходимые для современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования. Нагревание ячейки до 60 ° C (140 ° F) и выше увеличивает проводимость, но это требование не подходит для портативных приложений.

Чтобы сделать небольшую литий-полимерную батарею проводящей, было добавлено немного гелеобразного электролита. Большинство коммерческих литий-полимерных аккумуляторов, используемых сегодня для мобильных телефонов, являются гибридными и содержат гелеобразный электролит.Правильный термин для этой системы — литий-ионный полимер . В рекламных целях большинство производителей аккумуляторов маркируют их просто как литий-полимерные . Поскольку гибридный литий-полимерный аккумулятор на сегодняшний день является единственным действующим полимерным аккумулятором для портативного использования, мы сосредоточимся на этой химии.

В чем же тогда разница между классическим литий-ионным и литий-ионным полимером с добавлением гелеобразного электролита? Хотя характеристики и производительность этих двух систем очень похожи, литий-ионный полимер уникален тем, что твердый электролит заменяет пористый сепаратор.Гелеобразный электролит просто добавляют для повышения ионной проводимости.

Технические трудности и задержки в массовом производстве задержали внедрение литий-ионных полимерных батарей. Кроме того, обещанное превосходство литий-ионного полимера еще не реализовано. Никаких улучшений в увеличении емкости не достигается — фактически, емкость немного меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. В настоящее время нет преимущества в стоимости. Основная причина перехода на литий-ионный полимер — это форм-фактор.Он позволяет использовать тонкую пластину с геометрической формой, которая востребована в высококонкурентной индустрии мобильных телефонов.

Преимущества и ограничения литий-ионных полимерных аккумуляторов

Очень низкопрофильный — можно использовать батареи, которые напоминают профиль кредитной карты.

Гибкий форм-фактор — производители не ограничены стандартными форматами ячеек. При большом объеме можно экономично произвести любой разумный размер.

Легкий вес — гелеобразные, а не жидкие электролиты позволяют упростить упаковку, в некоторых случаях исключая металлическую оболочку.

Повышенная безопасность — более устойчивая к перезарядке; меньше шансов на утечку электролита.

Ограничения

Более низкая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионным аккумулятором — потенциал для улучшений существует.

Дороговизна в производстве — после массового производства литий-ионный полимер может иметь более низкую стоимость. Уменьшение схемы управления компенсирует более высокие производственные затраты.

Разница между литий-ионными и литий-полимерными батареями

Литий-ионный полимерный (LiPo) аккумулятор (также известный как Li-poly, литий-поли, PLiON и другие названия) — литий-ионный аккумулятор с полимерным электролитом в жидком электролите, используемый в обычных литий-ионных аккумуляторах.Доступны различные химические составы LiPo. Все используют гелевый полимер с высокой проводимостью в качестве электролита. LiPos обеспечивают более высокую удельную энергию, чем другие литиевые батареи, часто используемые в системах, где вес является важным фактором, таких как мобильные устройства, дроны и некоторые электромобили. Этот раздел часто задаваемых вопросов начинается с подробного сравнения литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, за которым следует подробный обзор шести основных химических составов литиевых аккумуляторов, наиболее подходящих для использования в литиевых аккумуляторах. Он завершается взглядом в будущее и возможным развитием алюминиево-воздушно-полимерных аккумуляторов и твердотельных аккумуляторов.

Все литиевые батареи содержат барьер для разделения анода и катода, а также позволяет ионам перемещаться между электродами. В LiPo полимерный сепаратор также содержит электролит. Кроме того, полимерные сепараторы могут выполнять дополнительную функцию, действуя как «сепараторы отключения», которые могут отключать аккумулятор, если он становится слишком горячим во время зарядки или разрядки. Сепараторы отключения представляют собой многослойные конструкции с, по меньшей мере, одним слоем полиэтилена, который может остановить прохождение тока при слишком высоком повышении температуры, и, по меньшей мере, одним слоем полипропилена, который действует как форма механической опоры для сепаратора.

Интеркаляция и декаляция ионов лития с положительного и отрицательного электрода. За исключением полимерного сепаратора, LiPos работают по тому же принципу, что и Li-ion. Однако упаковываются они совершенно по-разному.

Литий-ионные аккумуляторы

обычно поставляются в корпусе из нержавеющей стали или алюминия. Корпус чаще всего имеет цилиндрическую форму, но может иметь форму кнопки или прямоугольную (призматическую). Корпус относительно дорог в производстве и имеет тенденцию ограничивать доступные размеры и формы.Но он также прочный, что помогает защитить аккумулятор от повреждений. Корпус запломбирован с помощью процесса лазерной сварки.

Литий-ионный аккумулятор

относительно сложен и состоит из большого количества компонентов. (Изображение: TechSci Research)

LiPos упакованы в «мешочек» из алюминиевой фольги и называются мягкими ячейками. Мешочек в основном призматический, его проще изготовить и дешевле, чем корпуса литий-ионных аккумуляторов из нержавеющей стали или алюминия. Этот тип конструкции также позволяет изготавливать батареи с множеством нестандартных конфигураций.Другие компоненты LiPos включают тонкие слои (<100 мкм), которые могут производиться серийно по относительно низкой цене. Замена футляра из фольги на металлический может привести к высокой плотности энергии и легким батареям. Могут быть достигнуты как большие форматы, так и высота менее 1 мм, но ячейки требуют осторожного механического обращения.

Конструкция чехла для литий-полимерной батареи. (Изображение: Jauch)

Использование LiPos связано со многими из тех же проблем, с которыми приходится сталкиваться пользователям литий-ионных аккумуляторов, включая перезарядку, чрезмерную разрядку, перегрев и внутренние короткие замыкания.Кроме того, раздавливание или проникновение гвоздей в пакеты из LiPo может привести к катастрофическим сбоям, начиная от разрывов пакетов и заканчивая утечками электролита и возгоранием.

Подобно ионам Li, LiPos может расширяться при высоких уровнях перезаряда из-за испарения электролита. Испарение электролита может вызвать расслоение, вызывая плохой контакт между внутренними слоями элемента, снижая надежность и срок службы. Это расширение может быть особенно заметно для LiPos, который может буквально надуваться.Это также может вызвать структурное повреждение хост-системы.

В таблице ниже сравниваются напряжения и типичные области применения шести основных химических компонентов литиевых батарей. Другие характеристики этих аккумуляторов включают:

  • LCO — 200 Втч / кг, обеспечивают высокую мощность, но с компромиссом между относительно коротким сроком службы, низкими номинальными мощностями и низкой термической стабильностью.
  • LFP — 120 Втч / кг, имеют длительный срок службы и стабильность при высоких рабочих температурах.
  • LMO — 140 Втч / кг, катоды на основе компонентов оксида марганца, которые являются обильными, недорогими, нетоксичными и обеспечивают хорошую термическую стабильность.
  • NCA — 250 Втч / кг, обеспечивает высокую удельную энергию и длительный срок службы.
  • NMC — 200 Втч / кг, изменение пропорций химических компонентов позволяет разрабатывать батареи, оптимизированные как силовые или энергетические элементы. Благодаря своей гибкости, это одна из самых успешных химических систем для литиевых батарей.
  • LTO — 80 Вт · ч / кг, самая низкая удельная энергия, но может быстро заряжаться, разряжаться с максимальной мощностью, в 10 раз превышающей номинальную, и безопасен.

Сравнение напряжений литиевых батарей и приложений. (Изображение: TechSci Research)

Обратите внимание, что батареи NMC, LCO и NCA содержат кобальт, который помогает обеспечить более высокую мощность. Они могут обеспечивать большое количество энергии в небольшом корпусе, но могут быть более восприимчивыми к тепловым явлениям, которые могут вызвать проблемы с безопасностью.

На следующем рисунке показаны паук-диаграммы, в которых сравниваются основные типы литиевых батарей на основе их пригодности для использования в электромобилях (EV). На этих паук-диаграммах батареи, которые лучше подходят для электромобилей, имеют большую цветную область. Учитываются такие факторы, как удельная энергия, удельная мощность, безопасность, производительность, срок службы и стоимость. Удельная энергия в Втч / кг относится к диапазону электромобилей. Удельная мощность в Вт / кг относится к ускорению электромобиля. В частности, в случае электромобилей безопасность имеет решающее значение.Параметр «Производительность» отражает способность батареи использоваться в экстремальных температурных условиях, что также является важным фактором в автомобильных приложениях. Продолжительность жизни — это сочетание жизненного цикла и долголетия. Стоимость — это попытка учесть все связанные с этим затраты, включая вспомогательные системы для управления температурным режимом, безопасности, управления аккумулятором и мониторинга, а также необходимость продления гарантийного срока для электромобилей.

Сравнение производительности для различных литий-ионных химикатов, определение пригодности для использования в электромобилях.(Изображение: MDPI)

LiPo химикаты

Полимерный электролит дает несколько улучшенных характеристик, включая высокую плотность энергии и легкие батареи. В зависимости от структуры полимерных слоев он также может повысить безопасность батареи. По сравнению с обычными литий-ионными батареями, литий-полимерные батареи могут изготавливаться с более широким диапазоном удельной плотности энергии (Втч / кг) и удельной мощности (Вт / кг), что делает литий-полимерные батареи более гибкими для более широкого диапазона потенциальных применений.В результате технология LiPo используется во всех основных химических составах литиевых батарей:

  • Литий-кобальтооксидная батарея (LCO)
  • Литий-ионная трехкомпонентная батарея (NCA, NMC)
  • Литий-ионная батарея с оксидом марганца (LMO)
  • Литий-железо-фосфатная батарея (LFP)

График Ragone для сравнения литий-ионных, LiPo (PLiON) и других аккумуляторных батарей. (Изображение: MDPI)

Алюминиево-воздушные и твердые полимерные батареи

Алюминиево-воздушно-полимерные аккумуляторные батареи находятся в стадии активной разработки.Эти конструкции с высокой плотностью энергии имеют полимерный сепаратор, непосредственно контактирующий с литиевым анодом, чтобы отделить его от катода. Как и в других полимерных батареях, сепаратор предотвращает короткое замыкание батареи и поглощает жидкий электролит, поддерживая перенос ионов и замыкая электрическую цепь.

К сожалению, литиевый анод может образовывать дендриты во время цикла батареи. Эти дендриты могут проникнуть через полимерный сепаратор и укорачивать аккумулятор. В стадии разработки находятся модифицированные сепараторы, включающие слои оксида графена.Оксид графена защищает анод от загрязнений и предотвращает химические колебания на поверхности литиевого анода. Оксид графена работает вместе со слоем полимера, чтобы остановить прямой контакт между электролитом и литиевым анодом без значительного снижения ионной проводимости. Эта комбинированная структура замедляет коррозию электролита на аноде. Есть надежда, что в будущем использование двух типов слоев для стабилизации литиевого анода приведет к созданию батарей с очень высокой плотностью энергии с разумным сроком службы.

Ячейки с действительно твердыми полимерными электролитами (ТПЭ) вместо сегодняшних гелеобразных мембран также находятся в стадии разработки. Сегодняшние LiPo-элементы считаются «гибридной» системой между обычным литий-ионным аккумулятором и полностью твердотельным литий-ионным аккумулятором. Гелеобразные мембраны представляют собой гибридные системы, в которых жидкие фазы содержатся внутри полимерной матрицы. Хотя они могут казаться сухими на ощупь, они могут содержать до 50% жидких растворителей. Современные системы также называются системами с гибридным полимерным электролитом (HPE), которые объединяют полимерный материал, жидкий растворитель и соль.В настоящее время разрабатываются ТФЭ, которые представляют собой системы в полимерной среде, не содержащие растворителей.

В новой твердотельной структуре можно также использовать недорогие катоды с высоким удельным преобразованием энергии, которые несовместимы с химическим составом аккумуляторных батарей на жидкой основе, такими как литий-ионные. Одним из примеров является запатентованный твердый сульфидный электролит, который поддерживает высокое содержание кремния и металлического лития в аноде в сочетании с промышленными стандартными и коммерчески зрелыми катодами, включая оксиды лития, никеля, марганца, кобальта (NMC).Новые катоды можно комбинировать с металлическим литием для удаления кобальта и никеля, что может снизить затраты на активный катодный материал на 90%.

Дорожная карта разработки твердотельных аккумуляторов устраняет кобальт и никель с катода (крайний справа). (Изображение: Solid Power)

Было произведено

твердотельных элементов емкостью 2 Ач с использованием стандартного литий-ионного оборудования и процессов. Коммерческое производство кремниевого анодного элемента с высоким содержанием кремния емкостью 20 Ач ожидается к концу 2021 года, а 100 Ач — в 2022 году.

Сводка

LiPos предлагает несколько улучшенных характеристик по сравнению с Li-ion, включая более высокую плотность энергии и более легкие батареи. Кроме того, LiPos могут производиться самых разных форм и размеров. Однако в современных LiPos используются гелеобразные мембраны, а не полностью твердые полимерные электролиты (SPE). SPE находятся в стадии разработки и могут расширить преимущества LiPos в определенных приложениях. Алюминиево-воздушно-полимерные батареи обладают потенциалом для очень высокой плотности энергии (что приводит к увеличению дальности действия электромобилей) и хороших циклов эксплуатации.Полностью твердотельные литиевые батареи большого формата появятся на горизонте в 2021 году.

Список литературы

Текущие технологии литий-ионных аккумуляторов в электромобилях и возможности для развития, MDPI
Различные типы литий-полимерных аккумуляторов, Grepow
Введение в технологию литий-полимерных аккумуляторов, Литий-полимерный аккумулятор Jauch
, Википедия
Производство литий-ионных аккумуляторов, TechSci Research
Типы литий-ионных аккумуляторов Университет

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.